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新技术!无机聚合物微柱状溶液剪切系统可有效控制有机半导体的晶体尺寸

来源:材料科技在线|

发表时间:2018-11-03

点击:15757

最近,利用溶液法生成的有机半导体因其在电子印刷领域的潜在应用而备受瞩目,成为以低成本制造大面积柔性薄膜的可行技术


小分子有机半导体的场效应迁移率取决于结晶度,晶体取向和晶体尺寸。研究人员已经开发了溶液法产生的涂布技术,例如喷墨印刷,涂布和溶液剪切,这些技术可以控制结晶度和晶体取向,但是仍需要开发增加有机半导体晶体尺寸的技术。


为了克服这个问题,韩国科学技术院(KAIST)的研究团队开发了一种无机聚合物微柱状溶液剪切系统,即利用柱尺寸来增加有机半导体的晶体尺寸。利用这种技术,可以精确控制有机半导体的结晶过程,进一步制造出结晶度可控的大面积有机半导体薄膜。该研究发表在了Advanced Materials杂志上,题目为利用无机聚合物微柱状溶液剪切系统制成的大面积有机半导体薄膜,其晶体尺寸与微柱尺寸大小相关("Inorganic Polymer Micropillar-Based Solution Shearing of Large-Area Organic Semiconductor Thin Films with Pillar-Size-Dependent Crystal Size")。

图为无机聚合物的化学结构(AHPCS)以及微观态下化学结构如何被剪切的制作工艺

图片来源:韩国科学技术院(KAIST)


由于各种溶液法制成的涂布技术难以适当地控制溶液的流体流动,因此溶剂会随机蒸发到基板上,导致难以制造出大晶体尺寸的有机半导体薄膜。


研究小组将无机聚合物微观结构整合与溶液剪切刀片中相结合,以找到解决这个问题的方案。无机聚合物可以通过常规模塑技术轻易地实现微结构化,具有高机械耐久性和耐有机溶剂性。


研究团队使用无机聚合物制成的的微结构刀片,通过调整微结构的形状和尺寸来控制小分子有机半导体的尺寸。由于微结构刀片在剪切刀片和基板之间形成的弯月面线中产生尖锐特征区域,因此可以调节晶体成核和生长。


因此,研究小组制造了大晶体有机半导体薄膜,来增加场效应迁移率。


研究团队还通过在弯曲表面上使用柔性无机聚合物剪切刀片来进一步证明了溶液剪切系统,从而扩展了溶液剪切系统的适用性。


Park教授说:“们新的溶液剪切系统可以在溶剂蒸发过程中精确控制结晶过程。但在这项技术中,增加了另一个关键参数来调整薄膜的性质,以便于更好的开辟各种新应用。”


文章来源于nanowerk,由材料新闻在线团队编译,原文题目:Crystal size of organic semiconductors can be controlled using inorganic polymer micropillar-based solution shearing system

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